КОРРЕЛЯЦИЯ МЕЖДУ ВОССТАНОВЛЕНИЕМ ФУНКЦИИ МАУТНЕРОВСКИХ НЕЙРОНОВ ПОСЛЕ УТОМЛЕНИЯ И УЛЬТРАСТРУКТУРНОЙ ОРГАНИЗАЦИЕЙ ИХ ГЛАДКОГО РЕТИКУЛУМА
Санталова И. М., Мавлютов Т. Д., Мошков Д. А.
Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, 142292 Пущино
Участие гладкого эндоплазматического
ретикулума (ГЭР) в некоторых видах нейрональной пластичности недостаточно
изучено. Ранее мы показали, что ГЭР подвержен закономерной структурной
изменчивости в условиях утомления. В данной работе мы исследовали
корреляцию структурной перестройки ГЭР и функционального статуса
нейрона, используя модель утомления и последующей реабилитации
Маутнеровских нейронов (МН) рыб. В норме и в разные сроки после
утомления количественно исследовали функциональное состояния МН
и структурное развитие сети ГЭР в их соме, а также в латеральном
и вентральном дендритах, выраженное как отношение суммарной протяженности
цистерн, и канальцев к площади сечения нейрона и вычисленное в
определенные сроки после стимуляции. Нормальная структура и функциональная
активность МН сильно затрагивались стимуляцией и возвращались
в исходное интактное состояние лишь спустя несколько суток. Реорганизация
ультраструктуры ГЭР в МН по времени в целом тесно совпадает с
восстановлением угнетенной функции, что позволяет проводить определенные
морфофункциональные корреляции на этом объекте. Выявлены некоторые
важные закономерности перестройки структуры ГЭР в связи с постепенной
нормализацией функции МН. Во-первых, эта связь носит обратно пропорциональный
характер. Чем менее активны нейроны, тем сильнее в них развит
ГЭР. Во-вторых, структурная реорганизация, которая заключалась
в пролиферации ГЭР, вызванной стимуляцией, и его последующее гипертрофическое
состояние заметно запаздывали по времени от восстановления функциональной
активности МН. Т.е. наблюдалась асинхронность морфологических
и функциональных сдвигов в процессе реабилитации после утомления.
Это зависело от различия скорости структурной перестройки ГЭР
в разных локусах одного и того же нейрона. Изменения структуры
были более глубокими и более продолжительными в дистальных и медиальных
отделах обоих дендритов, в то время как в проксимальных их участках
и в самой соме эти изменения совпадали с восстановлением функции.
Предполагается, что ГЭР, органоид, участвующий в депонировании
клеточного кальция, участвует в поддержании и восстановлении общей
функциональной активности нейронов, за счет регуляции гомеостаза
цитозольных ионов кальция, благодаря пролиферации, увеличивающей
емкость его компартментов. Вместе с тем он обладает определенной
автономией и разной способностью к пролиферации в различных участках
сомы и дендритов. Различия пластических свойств ГЭР в разных участках
дендрита, по-видимому, отражают пока неизвестные свойства ГЭР
как единой внутриклеточной структуры, например, различие во взаимодействии
с цитоскелетом или прилегающей цитоплазмы в различных локусах
нейрона. Работа поддержана грантом РФФИ № 98-04-48625.